Penyajian Materi Agar materi konsep getaran dapat dipahami oleh siswa, maka disusun sedemikian rupa sehingga dapat diterima dengan mudah dalam proses belajar mengajar sebagai berikut.
Pengertian Getaran
Getaran adalah gerakan bolak-balik suatu benda secara teratur melewati titik setimbang. Untuk lebih memahami pokok bahasan tersebut lakukan kegiatan berikut.
1. Ambillah sebuah mistar plastik.
2. Tariklah ujung atasnya kemudian lepaskan. Apakah yang terjadi?
Dari kegiatan tersebut ternyata ujung mistarnya bergerak bolak-balik. Lukiskan gerak ujung mistar plastik tersebut dan berilah tanda.
- a. Pada kedudukan diam diberi tanda O,
- b. Simpangan terjauh ke kanan diberi tanda A,
- c. Sedangkan simpangan terjauh ke kiri diberi tanda B.
Catatan: Getaran adalah gerakan bolak-balik suatu benda secara teratur melewati titik setimbang.
Hal-hal yang perlu diperhatikan:
- Gerak ujung plastik A-O-B-O-A disebut satu getaran penuh (satu getaran sempurna).
- Waktu untuk melakukan satu getaran penuh disebut waktu getaran (periode = T).
- Banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 detik disebut bilangan getar (frekuensi = f).
Untuk memahami getaran, maka dapat diperhatikan kegiatan berikut:
- Ambillah sebuah beban gantung (bisa dengan batu kerikil), lalu gantungkan pada seutas tali sepanjang 40 cm.
- Tariklah beban itu ke samping untuk memberi simpangan 5 cm, kemudian lepaskan bolak-balik. Catatlah jumlah ayunan (getaran) dalam waktu 20 detik, 25 detik, 30 detik, 35 detik, dan 40 detik.
- Hitunglah jumlah getaran masing-masing setiap detik.
Pada gambar ayunan satu getaran adalah gerakan dari P-Q-P-R-P. Berdasarkan kegiatan di atas terlihat bahwa getaran disebabkan oleh gaya elastik (gaya lenting) dari benda setelah benda diubah kedudukannya.
Catatan: Titik setimbang adalah titik di mana simpangan benda sama dengan nol.
Baca juga: Perpindahan Kalor dan Penerapan Konsepnya
Frekuensi (f) dan Periode (T)
Berdasarkan kegiatan di atas dijelaskan bahwa setiap benda yang bergetar selalu memiliki amplitudo, periode dan frekuensi. Periode suatu getaran (T) adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran. Satuan periode dalam SI adalah detik.
Frekuensi (f) adalah jumlah getaran yang terjadi dalam satu satuan waktu. Dalam SI satuan frekuensi dinyatakan dengan Hertz (Hz). 1 HZ = 1 getaran per detik.
Untuk memahami amplitudo ternyata besarnya periode dan frekuensi tidak tergantung pada amplitudo, maka dapat diperhatikan kegiatan berikut.
1) Gantungkan sebuah, beban pada sebuah pegas.
2) Tarik beban ke bawah sepanjang 2 cm kemudian lepaskan.
3) Dengan menggunakan stop watch, catatlah waktu yang diperlukan untuk 10 getaran.
4) Lakukanlah kegiatan tersebut dengan mengubah besarnya amplitudo (panjang tarikan) menjadi 3 dan 4 cm.
5) Hitunglah besarnya amplitudo dan frekuensi.
6) Lakukanlah kegiatan di atas masing-masing 3 kali.
Berdasarkan pengamatan kegiatan di atas terlihat bahwa harga periode dan frekuensi hampir sama. Ini berarti: “Besarnya periode dan frekuensi tidak tergantung pada besarnya amplitudo“
Hubungan antara frekuensi dan periode dapat dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan
- f = frekuensi (dalam hertz)
- T = periode (dalam sekon)
Pada dasarnya getaran suatu benda sangat erat kaitannya dengan prinsip mendengar (telinga manusia). Mula-mula getaran diterima oleh daun telinga kemudian masuk ke telinga tengah, telinga dalam, dan akhirnya ke selaput telinga.
Baca juga: Kalor Dapat Mengubah Wujud Zat
Getaran yang diterima oleh selaput telinga diubah sehingga isyarat-isyarat listrik yang selanjutnya diteruskan ke otak, sehingga otak menghayati bunyi yang berupa kuat lemahnya bunyi serta tinggi rendahnya bunyi.
Baca juga; Contoh soal Tentang Getaran, Frekuensi, dan Periode